انتشار این مقاله


شگفت‌انگیز‌ترین کلمات در علم: ” ما هنوز هیچ نظری نداریم … !”

اگر شما بتوانید در زمان حرکت کنید و حدود ۱۰۰۰ سال به جلو بروید و در حدود سال ۳۰۰۰ به یک کتاب علمی دانشگاهی نگاه کنید، فکر می‌کنید چه خواهید دید؟ من مطمئن نیستم که هنوز بسیاری از نظریه‌های فعلی ما هنوز هم در آن زمان و آن جا وجود داشته باشند. امروزه به نظر […]

اگر شما بتوانید در زمان حرکت کنید و حدود ۱۰۰۰ سال به جلو بروید و در حدود سال ۳۰۰۰ به یک کتاب علمی دانشگاهی نگاه کنید، فکر می‌کنید چه خواهید دید؟ من مطمئن نیستم که هنوز بسیاری از نظریه‌های فعلی ما هنوز هم در آن زمان و آن جا وجود داشته باشند. امروزه به نظر می‌رسد که مدل استاندارد فیزیک ذرات و نسبیت عام آلبرت اینشتین ( Albert Einstein ) مانند دو نقطه‌ی اوج در دستاورد‌های فکری انسان است و ممکن است همین‌ها در زمان آینده به زباله‌دانی تاریخ سپرده شده و یا به پانوشت‌های محضی در کنار ایده‌های قدیمی همچون نظرات مربوط به منظومه شمسی زمین مرکز و جهان مشخص واگذار شوند. البته این یک دیدگاه فروتنانه و به شدت دل گرم کننده است.


در صورت داشتن حق انتخاب، من ترجیح می‌دهم که نظریه‌های فعلی ما تأیید نشوند و معتبر نباشند. من ترجیح می‌دهم در جهانی زندگی کنم که بعدها کشف شود که دیدگاه امروزی ما در مورد فیزیک به صورت خنده داری ساده است. اگر من انسان خیلی خوش شانسی باشم که بتوانم اکتشافات عمیق جدیدی را درباره ماهیت حقیقی واقعیات ببینم، امیدوارم که آن‌ها بسیار عجیب و غریب و شوکه کننده باشند. احتمالا در طول ۱۰۰۰ سال آینده، فیزیک و ریاضیات به اندازه‌ای پیشرفت خواهند کرد که ماهیت پرسش‌هایشان برای ما غیر قابل درک باشند. محققان با سوال‌های بزرگتر و ذهنی بیشتری مواجه خواهند شد که امروزه عمیق‌ترین و بزرگ‌ترین متفکران نیز هنوز با چنین سولاتی مواجه نشده‌اند.

 خورشید گرفتگی کامل اخیر را در نظر بگیرید که کل آمریکای شمالی را مبهوت خود کرده بود. هزاران سال پیش، احتمالا چنین رویدادی به عنوان یک سرنخ در مورد نظم الهی جهان و یا نشانه و علامتی از آینده به نظر می‌رسید. اخترشناسان مدرن، خورشید ‌گرفتگی را به عنوان یک تصادف و انطباق کیهانی به رسمیت می‌شناسند – به این صورت که خورشید و ماه با اندازه‌های یکسانی در آسمان ما به هم می‌رسند – و یکی از آن‌ها برای مطالعه فیزیک پلاسما در فضای خورشیدی بسیار مفید است.
به نظر شما، فیزیکدانان در سال ۳۰۰۰ در مورد بهت و حیرت ما برای این انطباق ظاهری که از طریق مدل استاندارد فیزیک ذرات وجود دارد، چه فکری می‌کنند؟ به نظرم این گونه در نظر گرفته می‌شود که بار الکترون‌ها و پروتون‌ها ثوابت دلخواه و غیر مرتبطی هستند، در عین حال که کاملا در تعادلند. جرم بوزون هیگز ( بوزون هیگز معروف به ذره خدا، یک ذره‌ی بنیادی اولیه دارای جرم است. مشاهده تجربی این ذره باعث شد دانشمندان بتوانند دربارهه‌ی چگونگی جرم‌دار شدن ماده توسط ذرات بنیادی بدون جرم دیگر، توضیح دهند. به‌طور خاص، بوزون هیگز، می‌تواند دلایلی برای تفاوت‌های بین فوتون که بدون جرم است و بوزون‌های  w و z که نسبتاً پرجرم هستند، ارائه کند. جرم ذرات بنیادی، تفاوت‌های بین الکترومغناطیس (که توسط فوتون‌ها ایجاد می‌شود) و نیروی هسته‌ای ضعیف (که توسط بوزون‌های W و Z ایجاد می‌شود) و در ساختار میکروسکوپیک (و به‌طبع ماکروسکوپیک) ماده مؤثر هستند؛ بنابراین، بوزون هیگز یک مؤلفه بسیار مهم در دنیای ماده‌است ) بیش از هزاران بار سنگین تر خواهد بود، اگر دو ثابت به ظاهر غیر مرتبط تعداد مکان‌های اعشاری زیادی نداشته باشد. آیا این سرنخ‌ها به ما کمک می کنند تا اسرار طبیعت را کشف کرده و آن‌ها را بفهمیم، یا این که آن‌ها بسیار ساده‌تر از آن هستند که ما فکر می‌کنیم و فیزیکدانان آینده به تفکرات ما در رابطه با این مسائل خواهند خندید؟

دوست دارم این گونه فکر کنم که اگر واقعا دستمان به کتاب‌ها و متن‌های علمی آینده می‌رسید، شانس فهمیدن آن‌ها برای ما تقریبا صفر خواهد بود. اگر شما شانس بازدید از سال ۳۰۰۰ را دارید، وقت خود را در کتابخانه‌های دانشگاهی نگذرانید. اگر می‌خواهید فرصتی برای فهمیدن آن‌ها داشته باشید، بهتر است سراغ کتاب‌های کودکان که در مهد کودک‌ها پیدا می‌شوند، بروید. با این حال، بهتر است با نگاهی به بزرگترین چیزهایی در مورد جهان که از قبل می دانیم که بی اطلاعیم، به آینده نگاهی بیندازیم.
برای کسانی که می‌خواهند چنین کاری را شروع کنند باید بگوییم که چیز‌های بسیار فراوانی وجود دارند که ما درباره ماهیت ماده درک نمی‌کنیم. ما تاکنون نفهمیده‌ایم که چرا هم ماده و هم پاد‌ماده وجود دارند و چرا مقدار یکی از آن‌ها بسیار بیشتر از دیگری است. بیشتر قسمت قابل مشاهده‌‌ی از چهار ذره بنیادی که فرمیون (کوارک بالا، کوارک پایین، الکترون و نوترینو) نامیده می‌شوند، تشکیل شده‌ است. هر کدام از آن‌ها دو پسر عمو دارند که تقریبا به هر طریقی از آنان تقلید می‌کنند، اما بسیار عظیم و بزرگ‌تر هستند. چرا؟ ما هیچ نظری نداریم.

حتی این دانش محدود فقط مربوط به ۵ درصد جهانی است که از این ذرات آشنا تشکیل شده است. فیزیکدانان معتقدند که  “ ماده تاریک ” (نوعی از ماده است که فرضیه وجود آن در اخترشناسی و کیهان شناسی ارائه شده‌است تا پدیده‌هایی را توضیح دهد که به نظر می‌رسد ناشی از وجود میزان خاصی از جرم  باشند که از جرم موجود مشاهده‌شده در جهان  بیشتر است. مادهٔ تاریک به‌طور مستقیم با استفاده از تلسکوپ قابل مشاهده نیست، مشخصاً مادهٔ تاریک نور یا سایر امواج الکترومغناطیسی را به میزان قابل توجهی جذب یا منتشر نمی‌کند. به بیان دیگر مادهٔ تاریک به سادگی ماده‌ای است که واکنشی نسبت به نور نشان نمی‌دهد. در عوض، وجود و ویژگی‌های مادهٔ تاریک را می‌توان به‌طور غیرمستقیم و از طریق تأثیرات گرانشی‌اش بر روی ماده مرئی، تابش و ساختار بزرگ مقیاس جهان نتیجه گرفت) و ” انرژی تاریک ” هستند که ۹۵ درصد باقی مانده را تشکیل می‌دهند.  در این مورد، تاریکی فقط به این معنی نیست که ما این اجزا را نمی‌بینیم، به این علت است که ما هیچ نظری نداریم که آن‌ها چه هستند و یا از کجا آمده‌اند؟  تقریبا همه ما کم و بیش در مورد ماده تاریک اطلاعاتی داریم که حدود پنج برابر بیشتر از آن چیزی است که در رابطه با مواد عادی فکر می‌دانیم – موادی که من و شما و حتی بستنی و ستارگان را  تشکیل می‌دهد. بزرگترین تراکم انرژی جهان به انرژی تاریک اختصاص دارد، که ما در مورد آن حتی اطلاعات کمتری داریم، جز این که در حال جدا کردن جهان از هم است.
ارتباط با رمز و رازهای ماده و انرژی، سوالاتی درباره ماهیت گرانش است. مکانیک کوانتومی و نسبیت عام در مورد آنچه که در زمانی که گرانش بسیار قوی می شود، مانند درون سیاهچاله ها اتفاق می‌افتد، موافق نیستند.  این عدم توافق یک علامت عجیب و غریب از یک شکاف جدی بین دو تا از موفق‌ترین تئوری‌های فیزیک ما است.

پشت پرده موجود، اسرار بزرگتری وجود دارند. چه چیزهایی – البته اگر چیزی وجود داشته باشد – در خارج از جهان قابل مشاهده وجود دارند؟ چه چیزهایی – در صورت وجود – قبل از بیگ بیگ بوده‌اند و چه اتفاقاتی افتاده‌اند؟ همچنین سوالاتی در مورد عناصر اساسی حیات و موجودیت وجود دارند.  فضا – زمان چیست؟ ما اخیرا یاد گرفته‌ایم که فضا بسیار بیشتر از یک پس زمینه انتزاعی است که در آن رویدادهای کیهانی نقش خود را بازی می‌کنند. آن ( فضا – زمان ) در حضور جرم ( ماده) خم شده و توسط امواج گرانشی منحرف می‌شوند.  بعضی از نظریه پردازان پیشنهاد می‌کنند که فضا باید کوانتیزه شده و از واحد‌های سازنده‌ی مجزا و گسسته تشکیل شود. چنین گمانه‌هایی در نظر ما همانند داستان‌های علمی تخیلی هستند، اما ممکن است فیزیکدانان در سال ۳۰۰۰ به عجز و ناتوانی ما بخندند.
حتی این سوالات ممکن است نشان ندهند که اطلاعات ما چقدر کم است. دیدگاه‌های درخشان تر به نظر می‌رسد در مکان‌هایی که جهل ما آشکار است، ظاهر نشوند، جایی که ما حتی از خطاهای مفهومی هم آگاه نیستیم.  انسان‌ها پیشینه‌ی طولانی از تعمیم دهی دارند. زمانی که جی جی تامپسون ( J J Thompson  ) الکترون را در سال ۱۸۹۷ کشف کرد، آن را به عنوان بلوک ساختمانی همه مواد تصور کرد، به این دلیل که الکترون اولین ذره بنیادی بود که کشف شد. اکنون، همانطور که ما تعجب می‌کنیم که ماده تاریک از چه چیزی ساخته شده است، داوطلب‌های پیشرو ذرات ناشناخته معروف به  WIMP ها ( برای ذرات بزرگ با برهم کنش ضعیف ) را کشف کرده‌اند. زیرا آن‌ها به طور منظم متناسب با نظریه‌های کنونی ما هستند. شاید چنین باشد… یا شاید برداشت‌های ما دوباره رد شوند و اکتشافات آینده فرضیات بنیادی را ارتقا دهند.

من بسیار مشتاق هستم تا اکنون در همین لحظه، اسرار کیهانی را حل شده ببینم؛ شما هم احتمالا چنین حسی داشته باشید. در نهایت، باید پاسخ‌هایی وجود داشته باشد، در حالی که سرنخ‌هایی که آن‌ها را با هم جمع می‌کنند، احتمالا در اطراف ما هستند. مقابله با جهل عمیق ما خسته کننده و همچنین ناامید کننده است، در عین حال موضوع بسیار مهمی است.  این نیرویی است که ما را به جلو حرکت می دهد. پیشرفت واقعی در فهم جهان، نیازمند دانستن این موضوع است که هر لحظه از جهل ما یک فرصت علمی است. پیشرفت درک ما نیاز به جلب توجه بیشتر از ساختار تفکر فعلی و گشودن ذهن ما نسبت به ایده‌های جدید است.

کسی ممکن است به طور منطقی بپرسد: این همه زحمت و عذاب کشیدن برای چیست؟ آیا این موضوع که الکترون چند تا پسر عمو دارد، خیلی مهم است ؟ یا این مسئله که آیا جهان به صورت محدود یا نامحدود است؟  به نظر من، این سوالات به ظاهر انتزاعی به ما در پاسخگویی به عمیق ترین سوالاتی که همه‌ی ما با آن‌ها روبرو می‌شویم، پاسخ می‌دهد: چرا ما این جا هستیم و در طول عمر خود چگونه باید زندگی کنیم؟ به این بیندیشید که طرز فکر مدرن ما نسبت به ۱۰۰۰ سال پیش چگونه و چقدر متفاوت است. فهمیدن این که زمین در مرکز کیهان نیست، دیدگاهمان را نسبت به اهمیت خودمان عوض کرد، این اتفاق هم برای دانشمندان و هم غیر دانشمندان به طور یکسانی اتفاق افتاد. کشف ساختارهای اساسی و نظم اصول جهان، چیزهایی را آشکار کرد که در مورد جایگاه ما در جهان طبیعی حتی اساسی‌تر بودند.

به همین دلیل مهم است که پژوهش های پایه ای که به ما اجازه می دهد به اکتشافات بزرگ جدید بپردازیم تأمین مالی کنیم. با پذیرش چیزهایی که ما نمی‌دانیم – مناطقی که ما واقعا در آن ما به هیچ وجه ایده ای نداریم – جهت این حرکت را هدایت می‌کنیم. سپس ما می‌توانیم، به آرامی اما به صورت اجتناب ناپذیری، به سمت آینده ای که بچه هایمان درباره اکتشافات جدید شگفت انگیز در صفحات رنگارنگ یک کتاب عکس مهد کودک بخوانند برویم.

این متن از کتاب ” ما هیچ ایده‌ای نداریم : راهنمایی به جهان ناشناخته ” نوشته‌ی جرج چم ( Jorge Cham ) و دنیل ویتستون ( Daniel Whiteson ) که منتشر شده در Riverhead Books، اثری از گروه انتشارات Penguin است.

عذرا سیدی


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *